Dosage
Exercice 1 : Dosage par précipitation
Nous proposons de réaliser le dosage des ions chlorure dans un sérum physiologique (solution de chlorure de sodium) par les ions argent en effectuant un suivi
conductimétrique. La réaction (supposée totale) qui se produit au cours du dosage est : Ag+ + Cl- =AgCl
Pour cela, nous allons suivre l’évolution de la conductance G de la solution en fonction du volume de solution de nitrate d’argent versé. On fait réagir v=10,0 mL de sérum physiologique avec une solution de nitrate d’argent de concentration : C=0,10mol.L-1 Donnés :
Ions Na+ Cl- Ag+ NO3-
Conductivité molaire ionique
mS.m2.mol-1 5,01 7,63 6,19 7,14
Résultat des mesures effectuées au cours du dosage :
v 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
G 1,88 1,83 1,78 1,74 1,69 1,64 1,59 1,55 1,54 1,61 1,68 1,96 2,10 1. Tracer la courbe G = f(V)
2. Quels sont les ions présents dans le bécher avant l’ajout du premier millilitre ? 3. Quels sont les ions ajoutés à chaque ajout ?
4. Tant qu’il y a réaction lors de chaque millilitre de nitrate d’argent ajouté : Quel ion disparaît dans le bécher ? Avec quoi ?
Par quel ion est-il remplacé ?
Comparer les conductivités molaires ioniques de ces deux ions ; comment varie la conductance de la solution ?
5. Quel est le réactif limitant au cours de l’expérience réalisée ?
6. Lorsque la réaction est terminée et qu’on continue à ajouter de la solution de nitrate d’argent : Des ions disparaissent-ils ?
Comment varie la conductance de la solution ?
7. D’après les réponses aux questions ci-dessus, quel point du graphique correspond à la disparition de tous les ions Cl- présents au départ ?
8. Quel volume Veq de nitrate d’argent a-t-on ajouté alors ?
9. Établir le tableau d’avancement décrivant l’évolution du système en fonction du volume de solution de nitrate d’argent ajouté (remplir le tableau en utilisant x, C, v, C’ et Veq).
10. Déterminer la concentration en ions chlorure du sérum physiologique.
11. Déterminer le pourcentage massique en NaCl du sérum physiologique, en supposant que la densité du sérum physiologique est égale à 1. Comparer avec la valeur indiquée sur l’étiquette.
Exercice 2 : Dosage de l’acide ascorbique par le diode :
Données : L’acide ascorbique de formule brute C6H8O6 (M = 176 g.mol-1) sera noté H2A. ( H2A = A + 2H+ +2è)
En utilisant son pouvoir réducteur, on veut déterminer la teneur en acide ascorbique d’un comprimé de vitamine C, qui est d’abord écrasé dans un mortier, puis introduit dans une fiole jaugée afin de réaliser une solution (S) de volume V = 500,0mL.
A- Titrage préalable d’une solution (S1) de diiode
On introduit dans une burette graduée une solution titrante de thiosulfate de sodium de concentration C2
= 5,00.10-2 mol.L-1.Le titrage d’un volume Vo =25,0 mL de la solution (S1) de diiode en présence de thiodène ou iodex ou empois d’amidon a nécessité de verser un volume Ve1 = 18,9 mL de solution de thiosulfate pour atteindre l’équivalence.
1. Ecrire les demi équations électroniques des couples (I2 / I-) ( S4O62-/ S2O3 2-) et retrouver l’ équation chimique mise en jeu dans le titrage.
2. Etablir le tableau d’avancement pour l’équivalence du système (Ve,1 + contenu de l’erlenmeyer 1 (n0I2))
3. A partir de la définition de l’équivalence, en déduire la relation à l’équivalence entre les quantités de matière n0I2 et n versé thiosulfate
4. En déduire l’expression de [I2]en fonction de C2, V0 et Ve,1. Déterminer [I2]en justifiant les chiffres significatifs .
B- Titrage de la solution (S) d’acide ascorbique par la solution de diiode (S1)
Dans un erlenmeyer on introduit un volume V3= 25,0 mL de solution (S) d’acide ascorbique et 5 mL d’acide phosphorique à 5% avec une pointe de thiodène (ou de l’empois d’amidon).
La solution (S1) de diiode est placée dans la burette, pour obtenir la coloration permanente de la solution il faut verser un volume Ve2 = 7,7 mL de solution (S1) de diiode.
1. Compléter le tableau d’évolution du système (Ve,2 + contenu de l’erlenmeyer 2 (n0 AH2)) l’acide ascorbique est noté AH2 .
2. A partir de la définition de l’équivalence, en déduire la relation à l’équivalence entre les quantités de matière n0AH2 et nI2 versé à l’équivalence.
En déduire l’expression de [H2A] en fonction de [I2], V3 et Ve,2. Déterminer [H2A] en justifiant les chiffres significatifs.
3. Déterminer la masse d’acide ascorbique contenu dans un cachet.
C- Dosage du dioxyde de soufre
On dose un effluent gazeux contenant du dioxyde de soufre à la sortie d’une cheminée industrielle, avant traitement pour rejet à l’air libre.
Pour cela on fait barboter un volume de gaz Vg = 10 m3 dans V1 = 250 mL d’eau distillée de façon à dissoudre tous les gaz solubles dans l’eau . La solution obtenue, versée dans un erlemeyer est dosée par une solution de permanganate de potassium acidifiée de concentration C2 = 1,0.10-3 mol.L-1.
Pour atteindre l’équivalence le volume de permanganate versé Ve2 = 18,8 mL.
1. A partir de l’équation chimique de la réaction modélisant la transformation, établir le tableau d’évolution du système : Solution contenue dans l’erlenmeyer + volume de permanganate Ve
versée à l’équivalence
2. Déterminer la quantité de matière d’ions MnO4- ajoutés pour atteindre l’équivalence.
3. Donner l’expression de l'avancement maximal en fonction des quantités de matière des réactifs à l’équivalence et en déduire la relation qui lie la quantité de matière n MnO4-
versés et celle de dioxyde de soufre initialement présents dans le mélange réactionnel.
4. Déterminer la quantité de matière de dioxyde de soufre dans la solution dosée
5. En déduire la masse de dioxyde de soufre contenue dans un mètre cube d’effluent gazeux 6. La norme recommandée par l’O.M.S est 50 g.m-3. Ce gaz devra t’il être épuré ?
Dosage Correction
Exercice 1 : Dosage conductimétrique :
1. Courbe :
2. Les ions présents dans le bécher avant l’ajout du premier millilitre sont Na+ et Cl- 3. Ions ajoutés à chaque ajout Ag+ et NO3-
4. Tant qu’il y a réaction lors de chaque millilitre de nitrate d’argent ajouté : Cl- disparaît avec Ag+
On ajoute aussi des NO3- qui remplacent Cl- dans la solution
Comme λCl- > λNO3- La solution devient moins conductrice ; la conductance diminue (un peu) 5. Le réactif limitant est Cl-
6. Lorsque la réaction est terminée et qu’on continue à ajouter de la solution de nitrate d’argent : Aucun ion ne disparaît.
La conductance augmente puisqu’on continue à ajouter des ions qui participent au courant.
7. Il s’agit du point qui correspond à la conductance minimale, à l’intersection des deux portions de droite
8. Volume ajouté Veq=15,5mL
9. Tableau d’avancement décrivant l’évolution du système en fonction du volume de solution de nitrate d’argent ajouté (remplir le tableau en utilisant x, C, v, C’ et Veq).
Ag+ + Cl- AgCl
x=0 C.Veq C’ . v
x C . Veq – x C’ . v – x
xmax 0 0
D’où xmax = C.Veq = C’.v et donc C’= C .Veq/v
10. Concentration en ions chlorure du sérum physiologique : C’ = 0,1x 15,5 / 10 = 1,55.10-1mol.L-1. 11. Pourcentage massique en NaCl du sérum physiologique, en supposant que la densité du sérum physiologique est égale à 1. Comparer avec la valeur indiquée sur l’étiquette.
% 90 , 0 1 100
1000
5 , 58 10
. 55 ,
% 1 . . 100 . .
100 .
%
1
AN
V M n
m m
solution NaCl NaCl
solution NaCl
Notre résultat est en accord avec l’étiquette.
Exercice 2 : Dosage de l’acide ascorbique par le diode : A-Titrage préalable d’une solution (S1) de diiode
1. Equation de la réaction :
réduction du diiode : I2 2e2I
oxydation des ions thiosulfates : 4 62 2
3
2 2
2S O e S O
bilan : 2 4 62
2 3
2 2
2S O I I S O
2. Tableau d’avancement :
Equation chimique 2 4 62
2 3
2 2
2S O I I S O
Etat initial 0 n0I2 n S2O3 2- versé
équiva 0 0
Etat final xmax n0 – xmax =0 n - 2xmax=0 2xmax xmax
3. On a donc
0 2
max
n n
x
4.
2 10 1 2 2 1
2 0
2
0 . 1,89.10 .
' .
.
molL
V V I C
où d V C n et V I
n e e
B- Titrage de la solution (S) d’acide ascorbique par la solution de diiode (S1) 1. Tableau d’avancement :
Equation chimique AH2(aq) + I2 (aq) 2 I-(aq) + A(aq) + 2 H+
(aq)
Etat initial 0 n0 AH2 n I2 versé
équ 0 0
* Etat final xmax n0 – xmax =0 nI2 – xmax =0
2. Relation entre les quantités de matière :
2 3
2 20 0
max . .
2
2 I e
I or n H AV et n I V
n n
x
3 13 2 2 2
2 2 3
2 . 5,82.10 .
.
. molL
V V A I
H donc V
I V A
H e e
3. Masse d’acide ascorbique contenu dans un cachet.
H A
VM g soit mgn
mHA H A . . HA 0,512 512
2 2
2 2
C- Dosage du dioxyde de soufre :
1. Réaction et tableau d’avancement :
réduction de MnO4- : MnO48H 5e Mn24H2O oxydation de SO2 : SO22H2OSO424H 2e
bilan : 2MnO45SO22H2O2 Mn25SO424H
SO H O Mn SO H
MnO 5 2 2 5 4
2 4 2 2 2 42
Etat initial nMnO4- versés à
l’équivalence n°SO2
Etat final 2 max 0
4 x
nMnO n0SO2 5xmax 0
2. nMnO C Ve mol 5 2
2. 1,88.10
4
3. 2 5
2 4
max
SO
MnO n
x n
4. n C V mol
nSO MnO 2. e2 4,7.10 5 2
5 2
5 4
2
5. mSO2=3,0mg pour 10m3 soit 0,3mg pour 1m3
6. Le gaz est épuré car 0,3mg correspond à 300μg et 300μg.m-3>50μg.m-3
